治具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

1、 第一章：治具設(shè)計(jì)概念 第二章：治具設(shè)計(jì)原則 第三章：常用制作治具材質(zhì)介紹 第四章：常用加工設(shè)備的特性 第五章：治具設(shè)計(jì)圖紙基本知識(shí) 第六章：治具管理流程 第七章：總結(jié) 治具設(shè)計(jì)治具設(shè)計(jì) 沿于臺(tái)灣的叫法，在大陸我們一般工裝夾具與檢具設(shè)計(jì)。 （1）夾治具(Fixture Jig)的定義 ：一般而言，凡是在機(jī)械制造過程中，使任何加工程序能加速、方便或安全的輔助裝置工具，均可稱為夾具（Fixture）。 廣義的夾具可包括機(jī)器夾具(Machine Fixture)，沖壓夾具（press Fixture)，熱處理夾具（Heat Treatment Fixture)，焊接夾具（Welding Fixtur

2、e)，裝配夾具（Assembling Fixture）等等。 狹義的夾具，一般即指機(jī)器夾具，可簡(jiǎn)稱為夾具，它主要用於機(jī)器加工，也是機(jī)器與工件、刀具之間的橋梁，目前較統(tǒng)稱的定義為“用以裝夾工件的裝置工具“為夾具?！坝靡匝b夾工件并配合引導(dǎo)刀具的裝置工具”稱為治具或鉆模（Jig）。 （2）治具又分工裝治具、檢測(cè)治具兩種，前者用于機(jī)械加工、焊接加工、裝配等工藝便于加工、滿足精度的需要而設(shè)計(jì)的一種工裝夾具；后者為檢測(cè)使用，因?yàn)橛行C(jī)械尺寸不便于測(cè)量，因其形狀復(fù)雜，我們只好設(shè)計(jì)專門的檢測(cè)塊或者檢測(cè)用的針對(duì)某一種產(chǎn)品而設(shè)計(jì)檢具，比方說我們有塞規(guī)、環(huán)規(guī)等一些規(guī)則的檢具，但有些是不規(guī)則的就必須專門設(shè)計(jì)一種檢具，

3、可能用到線切割加工、電火花、CNC加工中心等一些機(jī)加工手段來保證檢具的精度。 八原則八原則 原則一：保證品質(zhì)要求 原則二：提升作業(yè)效率 原則三：保證作業(yè)安全性 原則四：加工設(shè)備選擇最方便 原則五：成本最優(yōu) 原則六：材質(zhì)使用正確 原則七：加工圖紙正確性 原則八：治具方便管理1 鋼材鋼材：鋼材應(yīng)用廣泛、品種繁多，根據(jù)斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬制品四大類、鋼材是鋼錠、鋼坯通過壓力加工制成需要的各種形狀、尺寸和性能的材料。鋼材分類 （1）45#鋼：45號(hào)鋼,是GB中的叫法,JIS中稱為:S45C,ASTM中稱為1045,080M46,DIN稱為:C45 。國(guó)內(nèi)常叫45號(hào)鋼，也有

4、叫“油鋼”。 化學(xué)成分：含碳（C）量是0.420.50%，Si含量為0.170.37%，Mn含量0.500.80%，Cr含量0.25%，Ni含量0.30%。， Cu含量0.25%。密度7.85g/cm3. 硬度：4552HRC ，按形狀一般分為板材、管材、棒材，價(jià)格10.00元/千克。棒材管材板材（2）SKD11：SKD11是-種高碳高鉻合金工具鋼，熱處理后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，適宜制做高精度長(zhǎng)壽命冷作模具及熱固成型塑料模具。 SKD11特性：具有良好的韌性與抗高溫疲勞性能能承受溫度聚變，適宜在高溫下長(zhǎng)期工作具有良好的切削性能和拋光性能 用途介紹:厚度不大于6

5、mm薄板材，高效落料模。沖載模及壓印模各種剪刀、鑲嵌刀片、木工刀片螺紋軋制模和耐磨滑塊冷鐓模具，熱固樹脂成型模，高級(jí)量規(guī)等深拉成型、冷擠壓模具。 硬度: HRC5658 價(jià)格:60元/千克,按形狀一般分為板材、棒材板材棒材(T沖等)（3）D2：D2鋼材高耐磨、微變形冷作模具鋼，風(fēng)硬工具鋼，含碳量高達(dá)1.5%，含鉻量高喧11.5%，經(jīng)熱處理硬度可達(dá)60HRC 用途:用于五金沖壓模,拉伸模,不銹鋼片沖裁模,高硬度沖裁模,剪切刀模,搓絲模,五金零件制作,機(jī)械制造等。 價(jià)格:80元/千克，按形狀一般分為板材、棒材板材棒材（4）其他我司治具少用的鋼材有CR12 、鎢鋼、HSS白鋼（不銹鋼） 、彈簧鋼、S

6、PCC 、SUS 、SK7 、SK5等。 2.電木電木： 電木也稱作膠木板、酚醛層壓紙板。顏色：桔紅色、黑色、黃色、啡色。 特性：電木板因具有絕緣、不產(chǎn)生靜電、耐磨及耐高溫等特性，成為電子產(chǎn)品之絕緣 開關(guān)和可變電阻、機(jī)械用之模具及生產(chǎn)線上之治具，并可在變壓器油中使用等產(chǎn)品使用。價(jià)格：15元/千克 ，厚度350mm，常見形狀：板材。板材3.PE板板：PE板材；英文名稱High Density Polyethylene ，中文：聚乙烯板。PE板材是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。 PE板材具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽

7、性，可用于包裝用途。具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以抵抗大部份酸、堿、有機(jī)溶液以及熱水的侵蝕。電氣絕緣性好。顏色:白色和黑色，按形狀可分為棒材和板材，價(jià)格20元/千克PE板4.壓克力板壓克力板：亞克力“是一個(gè)音譯詞，英文是ACRYLIC。她是一種化學(xué)材料?；瘜W(xué)名叫做”PMMA“屬丙烯醇類，俗稱”經(jīng)過特殊處理的有機(jī)玻璃“，在應(yīng)用行業(yè)亞克力的原材料一般以顆粒、板材、管材等形式出現(xiàn)，亞克力又稱特殊處理的有機(jī)玻璃，系有機(jī)玻璃換代產(chǎn)品。顏色：透明狀，價(jià)格 ：25元/千克 ，厚度:1mm-50mm ，平均硬度值：HRC89度左右 。其他塑膠材質(zhì)有：ABS,PS,PP等。壓克力板1.普通車床普通車床： 普通車床是

8、能對(duì)軸、盤、環(huán)等多種類型工件進(jìn)行多種工序加工的臥式車床，常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。普通車床是車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。 2.數(shù)控車床數(shù)控車床：數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡(jiǎn)稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)

9、一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。 臥室車床數(shù)控車床3.銑床：銑床：（millingmachine）銑床;系指主要用銑刀在工件上加工各種表面的機(jī)床。通常銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件（和）銑刀的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床,銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。 4.加工中心加工中心：加工中心，簡(jiǎn)稱cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫(kù)，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序

10、加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。立式銑床加工中心（數(shù)控銑床）5.磨床磨床：磨床(grinder,grinding machine)是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。 大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工，如珩磨機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和拋

11、光機(jī)等。6.鉆床鉆床：鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))。鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自動(dòng)磨床鉆床7.放電機(jī)放電機(jī)：放電機(jī)是在一定介質(zhì)中，利用兩極（工具電極與工件電極）之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工，以使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的加工方法。這種加工方法也被稱為放電加工或電蝕加工也叫放電機(jī) 放電機(jī)8.線切割機(jī)線切割機(jī)：線切割機(jī)主要由機(jī)床

12、、數(shù)控系統(tǒng)和高頻電源這三部分組成。數(shù)控系統(tǒng)由單片機(jī)、鍵盤、變頻檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成，具有間隙補(bǔ)償、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、斷絲自動(dòng)處理等主要功能。能切割材料，如高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件。線切割技術(shù)、線切割機(jī)床正在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 線切割機(jī)床一般分為快絲和慢絲，快走絲機(jī)器便宜，切割的價(jià)格實(shí)惠。但精度比較差，切割速度也比不上慢走絲。慢走絲精度很準(zhǔn)，效率快，切割價(jià)格很貴，機(jī)器也很貴，二者最本質(zhì)的區(qū)別，快走絲用的放電介質(zhì)是鉬絲，循環(huán)使用，切削液一般用油 慢走絲用銅線，一次性放電，切削液一般用水。 快走絲只能切割一次，所以精度和表面光潔度都比較差，慢走絲有修刀

13、功能，尺寸精度一般可以達(dá)到0.003mm，當(dāng)然要看機(jī)器牌子。表面光潔度割一修二可達(dá)到0.4 mm?？旖z線切割機(jī)慢絲線切割機(jī)1.尺寸標(biāo)注常識(shí) （1）三視圖：三視圖是觀測(cè)者從三個(gè)不同位置觀察同一個(gè)空間幾何體而畫出的圖形。 將人的視線規(guī)定為平行投影線，然后正對(duì)著物體看過去，將所見物體的輪廓用正投影法繪制出來該圖形稱為視圖。一個(gè)物體有六個(gè)視圖：從物體的前面向后面投射所得的視圖稱主視圖（正視圖）能反映物體的前面形狀，從物體的上面向下面投射所得的視圖稱俯視圖能反映物體的上面形狀，從物體的左面向右面投射所得的視圖稱左視圖（側(cè)視圖）能反映物體的左面形狀， 還有其它三個(gè)視圖不是很常用。 三視圖就是主視圖（正視圖

14、）、俯視圖、左視圖（側(cè)視圖）的總稱。 三者關(guān)系：主視圖與俯視圖長(zhǎng)應(yīng)對(duì)正（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)對(duì)正） 主視圖與左視圖高度保持平齊 （簡(jiǎn)稱高平齊） 左視圖與俯視圖寬度應(yīng)相等（簡(jiǎn)稱寬相等）。 ABC三視圖（2）第一視角與第三視角第一視角與第三視角： 第一角視圖畫法：物體處于觀察者與投影面之間，這樣各視圖的配置關(guān)系是：主視圖在中，左視圖在右，右視圖在左，俯視圖在下，仰電視圖在上，后視圖在最右. 第三角視圖畫法：投影面位于觀察者與物體之間，這樣個(gè)視圖的配置關(guān)系是：主視圖在中，左視圖在左，右視圖在右，俯視圖在上，仰視圖在下，后視圖可配置在最右也可以配置在最左。 使用第一角投影的國(guó)家有- 中國(guó) 德國(guó) 法國(guó) 前蘇聯(lián)使用第三

15、角投影的國(guó)家有- 美國(guó) 英國(guó) 日本 第三視角標(biāo)識(shí)第一視角標(biāo)識(shí)（3）：尺寸的種類尺寸的種類 ： 定形尺寸：確定基本幾何體大小所需要的尺寸。 定位尺寸：確定基本幾何體之間相對(duì)位置所需要的尺寸。 總體尺寸：總體尺寸是指組合體的總長(zhǎng)度、總寬度和總高度的尺寸。 （4）：常見尺寸標(biāo)注符號(hào)常見尺寸標(biāo)注符號(hào) ：（5）：常用內(nèi)六角螺絲規(guī)格常用內(nèi)六角螺絲規(guī)格 ：規(guī)格M3M4M5M6M8M10M12M16M20M24M30M42螺距0.50.70.811.251.51.7522.533.54.5螺紋長(zhǎng)度182022242832384452607296頭部高度3456810121620243042頭部直徑5.578.

16、5101316182430364563沉頭徑*深度7.5*49*510.5*612*815*1018*1220*2028*1834*2240*2649*3268*45使用扳手2.534568101417192232 直徑R 半徑，倒圓角C 倒角S 球徑M 螺紋常見公差符號(hào)（6）工件定位工件定位 a.自由度：X,Y,Z方向的移動(dòng),繞X,Y,Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)度。 b.工件定位中的幾種情況 完全定位, 不完全定位, 欠定位, 過定位 完全定位: 工件的六個(gè)自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。 不完全定位 :根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 欠定位 ：根據(jù)工件

17、的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全被限制的定位，稱為欠定位。 過定位： 夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。 c.常見定位方法： 平面定位，圓柱孔定位，圓錐孔定位 ，外圓定位，外形定位，銷定位等 。臺(tái)虎鉗自由度坐標(biāo)系（7）常用單位換算常用單位換算 a. 1絲=1忽米=0.01毫米=0.00001米=10微米=0.001厘米 b. 1,000納米 = 1 微米 ，1英寸(in)= 2.54厘米(cm) 1.目的目的：建立檢、治具管理與維護(hù)作業(yè)依據(jù)，以保證制程品質(zhì)與生產(chǎn)效率。2.適用范圍適用范圍：恩都照明二廠制程中所有檢具、治具等。3.作業(yè)內(nèi)容作

18、業(yè)內(nèi)容：3.1 檢、冶具需求提出3.1.1 新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，由試產(chǎn)相關(guān)單位和工程單位提出。3.1.2 量產(chǎn)中工程改進(jìn)和變更、檢冶具損壞時(shí)，由使用單位提出申請(qǐng)。4. 檢、冶具設(shè)計(jì)制作檢、冶具設(shè)計(jì)制作提出之檢冶具需求經(jīng)組立課申核確認(rèn)后，由工程課進(jìn)行設(shè)計(jì)并外發(fā)制作。5. 檢、冶具驗(yàn)收檢、冶具驗(yàn)收所有新制檢、治具需經(jīng)工程單位試用及檢驗(yàn)，并將結(jié)果登記于“檢、治具檢查記錄表”交組立課使用單位判定，合格者方可使用。6. 檢、冶具登錄建檔檢、冶具登錄建檔檢、治具驗(yàn)收完成后建立檢、治具一覽表，并登記于檢、治具履歷卡，以有效管理。檢、治具履歷卡管理由組立課負(fù)責(zé)。7.檢、冶具修理檢、冶具修理檢、治具在生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)填寫治/工具維修申請(qǐng)單，并注明原因，最后送交工程課處理。經(jīng)修復(fù)之檢、治具，須將修復(fù)內(nèi)容填入檢、治具履歷卡，以利再發(fā)性追蹤，并經(jīng)組里課檢查合格后方可移交使